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ニューラルネットワークを利用した非線形構造解析プログラムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 13555134
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 構造工学・地震工学
研究機関九州大学

研究代表者

松田 泰治  九州大学, 工学研究院, 助教授 (50264065)

研究分担者 大塚 久哲  九州大学, 工学研究院, 教授 (70108653)
矢葺 亘  九州大学, 工学研究院, 助手 (70304748)
山本 広祐  (財)電力中央研究所, 構造部, 主任研究員
研究期間 (年度) 2001 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
12,800千円 (直接経費: 12,800千円)
2003年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2002年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2001年度: 8,800千円 (直接経費: 8,800千円)
キーワードニューラルネットワーク / 非線形 / 履歴曲線 / 動的解析 / 高減衰積層ゴム / 非線形履歴 / 免震支承
研究概要

本研究では非線形履歴挙動の認識に対して構築された階層型ニューラルネットワークの入力層に与える情報の一般化を図り汎用性の高い非線形履歴挙動認識プログラムの開発を行った.具体的には階層型のネットワーク構造の決定,情報として与える入力層ユニットの選定,教師データの作成プログラムの検討を行った.開発した非線形履歴挙動認識プログラムを用いて複数の非線形性が顕著な数学モデルを選定し,解析的に得られた教師データに基づく履歴挙動の認識テストを行った.大地震時の橋梁の挙動を想定して,顕著な非線形挙動を示す免震支承の模型を用いて静的および動的な正弦波載荷実験およびランダム波載荷実験を行った.試験より得られた非線形の荷重-変位関係等のデータを教師データおよび検証用のデータとして活用した,この実験の実施にたって本研究で導入した20kNハイブリッドアクチュエータを使用した.また,それらの結果に基づき教師データ数,正規化の幅,接線剛性評価法の改善により,学習の高度化を図った.本研究で得られた成果は一般的な非線形挙動の履歴認識に適用可能な階層型ニューラルネットワークを構築しネットワークの学習に関して,誤差の収束状況に関してデータ数の多いケースが良好な学習効果が得られるわけではなく.適度な教師データ数により,精度のよい学習が行われることが明らかにしたこと.正規化幅の改善に関しては,正規化幅を調整することにより学習精度が向上することが明らかにしたこと.学習における接線剛性評価に関しては,速度の正負が変化する折れ点において,剛性が急変する場合があるため教師データ作成時に検討が必要なことを明らかにした,また,実験結果の模擬に関しては速度の正負が変化する折れ点において荷重変動が少ない荷重出力については良好な学習が行われたが,速度の正負が変化する折れ点において剛性変動が大きい剛性出力型については推定が良好に行われなかった.

報告書

(4件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2003 2002 2001 その他

すべて 雑誌論文 (6件) 文献書誌 (4件)

  • [雑誌論文] Construction of Generalized Neural Network System for Recognizing Several Non-linear Behaviors2003

    • 著者名/発表者名
      T.Mazda, H.Otsuka, W.Yabuki, K.Iwamoto
    • 雑誌名

      ASME PVP SeismicEngineering-2003 Vol.466

      ページ: 143-151

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Study on Generalized Neural Network System for Recognizing Nonlinear Behaviour of Structures2002

    • 著者名/発表者名
      T.Mazda, H.Otsuka, W.Yabuki, M.Tsuruta
    • 雑誌名

      Proceedings of The Third International Conference on Engineering Computational Technology (CD-ROM)Book No.85

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Study on Generalized Neural Network System for Recognizing Nonlinear Behaviour of Structures2002

    • 著者名/発表者名
      T.Mazda, H.Otsuka, W.Yabuki, M.Tsuruta
    • 雑誌名

      Proceedings of The Third International Conference on Engineering Computational Technology No.85(CD-ROM)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Study on the Nonlinear Behavior of the Prestressed Concrete Girder by a Neural Network2001

    • 著者名/発表者名
      Wataru YABUKI, Taiji MAZDA, Hisanori OTSUKA
    • 雑誌名

      Earthquake Resistant Engineering Structures WIT Press

      ページ: 681-690

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] ニューラルネットワークによるPC上部構造非線形挙動の認識2001

    • 著者名/発表者名
      矢葺 亘, 大塚久哲, 松田泰治
    • 雑誌名

      第11回プレストレストコンクリートの発展に関するシンポジウム

      ページ: 675-678

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Study on the Nonlinear Behavior of the Prestressed Concrete Girder by a Neural Network2001

    • 著者名/発表者名
      Wataru YABUKI, Taiji MAZDA, Hisanori OTSUKA
    • 雑誌名

      3rd International Symposium on Earthquake Resistant Engineering Structures, (WIT Press)

      ページ: 681-690

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Mazda, H.Otsuka, W.Yabuki, K.Iwamoto: "Construction of generalized neural network system for recognizing several non-linear behaviors"ASME PVP-Vol.466, SEISMIC ENGINEERING 2003. Vol.466. 143-151 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Mazda, H.Otsuka, W.Yabuki, M.Tsuruta: "A Study on Generalized Neural Network System for Recognizing Nonlinear Behaviour of Structures"Proceedings of The Third International Conference on Engineering Computational Technology. (CD-ROM)BOOK No.85. 85 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Wataru YABUKI, Taiji MAZDA, Hisanori OTSUKA: "Study on the Nonlinear Behavior of the Prestressed Concrete Girder by a Neural Network"3rd International Symposium on Earthquake Resistant Engineering Structures 2001. 681-690 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 矢葺 亘, 大塚久哲, 松田泰治: "ニューラルネットワークによるPC上部構造非線形挙動の認識"第11回プレストレストコンクリートの発展に関するシンポジウム. 675-678 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2025-11-20  

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